Контрольная работа по "Горное дело"

Содержание

1.Какие факторы  учитываются при подсчете запасов  шахтного поля……2-4 2.Охарактеризуйте  основные меры безопасности при  разработке пластов,опасных по внезапным выбросам угля и газа……………………..5-8 3.На чем основаны различные методы обогащения………………………..9-12 4.Чем выгоднее система разработки короткие полосы с закладкой по сравнению со столбами по простиранию при отработке крутых пластов.13-14 5.Список литературы………………………………………………………….15 

Вопрос1.

Подсчет балансовых запасов угля в шахтном  поле рекомендуется производить  методом среднеарифметического  подсчета по формуле:

 

 

где - размер шахтного поля по простиранию, м;

- размер шахтного поля по падению,  м;

- мощность i-го пласта, м;

- объемная масса угля, т/м³;

- производительность пласта, т/м².

 

 

Промышленные  запасы угля определяются путем вычитания  из балансовых запасов потерь угля в недрах, т.е.:

 

 

Где - общешахтные потери угля под зданиями, сооружениями, природными объектами, подлежащими охране от подработки и т.п., т;

- эксплуатационные потери угля, т.

 

 

Суммарные проектные потери угля в недрах можно  определить по формуле:

 

 

- коэффициент извлечения угля  из шахтного поля.

Коэффициент извлечения угля из шахтного поля принимается равным при разработке пластов: тонких – 0,90-0,95; средней мощности – 0,85-0,90; мощных – 0,80-0,85.

 

 

 

Вопрос2.

 Для безопасной разработки  выбросоопасных и угрожаемых угольных пластов предусматривают следующие меры:

а) прогноз выбросоопасности;

б) опережающую отработку защитных пластов;

в) способы предотвращения внезапных  выбросов угля и газа и контроль их эффективности;

г) систему разработки и технологию в очистных и подготовительных забоях, снижающих вероятность возникновения  внезапных выбросов угля и газа;

д) мероприятия по обеспечению безопасности работающих.

Прогноз выбросоопасности пластов применяют в порядке, предусмотренном разделом 2.

Вскрытие пластов, а также ведение  очистных и подготовительных работ  в пределах защищенных зон производят без применения прогноза выбросоопасности и способов предотвращения внезапных выбросов, а взрывные работы ведут в режиме, предусмотренном для сверхкатегорных по газу шахт.

Незащищенные выбросоопасные угольные шахтопласты или участки должны отрабатываться с применением прогноза и способов предотвращения внезапных выбросов.

Региональные способы предотвращения внезапных выбросов предназначены  для заблаговременной обработки  угольного массива впереди очистных и подготовительных забоев.

К региональным способам относятся: опережающая  отработка защитных пластов, дегазация  угольных пластов, увлажнение угольных пластов.

Локальные способы предназначены  для приведения призабойной части угольного массива в невыбросоопасное состояние. Их осуществляют со стороны очистных или подготовительных забоев.

К локальным способам относятся: гидрорыхление, низконапорное увлажнение, низконапорная пропитка, гидроотжим с предварительным увлажнением, гидровымывание опережающих полостей, образование разгрузочных пазов и щелей в угольном пласте и вмещающих породах, бурение опережающих скважин, торпедирование угольного массива, образование разгрузочной щели подлине очистного забоя.

Во всех случаях применения региональных и локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа необходимо осуществлять контроль их эффективности.

При интенсивном газовыделении и проявлении предупредительных признаков внезапных выбросов угля и газа во время локальной противовыбросной обработки массива (бурении опережающих скважин, гидроотжиме, гидровымывании опережающих полостей) необходимо применение мероприятий по предотвращению загазирований и развязывания газодинамических явлений в процессе выполнения способов предотвращения внезапных выбросов.

При разработке незащищенных выбросоопасных угольных шахтопластов должны применяться следующие мероприятия по обеспечению безопасности работающих:

производство взрывных работ в  режиме сотрясательного взрывания;

устойчивое проветривание забоев с подсвежением исходящей из очистного забоя струи воздуха (кроме сплошной системы разработки);

регламентация последовательности выполнения технологических процессов и  способов предотвращения внезапных  выбросов угля и газа при работе в опасных зонах;

организация телеметрического контроля за содержанием метана в очистных и подготовительных забоях, в том числе при сотрясательном взрывании в угольных и смешанных забоях;

устройство индивидуального и  групповых пунктов жизнеобеспечения, переносных спасательных пунктов, телефонной связи; дистанционного включения и  выключения машин и механизмов.

 

 

Вопрос3.

В промышленности стремятся применять  концентрированное сырье, что позволяет  увеличить скорость процесса при  его переработке, снизить энергозатраты, использовать различные компоненты сырья в разных производствах.

Минералами являются физически  обособленные вещества или смеси  веществ, которые существуют в природе.

Известно несколько методов  обогащения минерального сырья. В основе методов механического обогащения твердого сырья лежат различные  физические и физико-химические свойства минералов, методов химического  обогащения – различные химические свойства компонентов сырья, методов  термического обогащения – различные  температуры плавления отдельных  составляющих сырья (последние используются в промышленности сравнительно редко).

При обогащении получают две или  более фракций. Фракцию, обогащенную  одним компонентом горной породы, называют концентратом. Фракции, состоящие  из минералов, не используемых в данном производстве, называют хвостами.

Рассмотрим некоторые способы  обогащения, наиболее часто применяемые  в промышленности.

Механические способы обогащения твердых материалов включают рассеивание (грохочение), гравитационное разделение, электромагнитную и электростатическую сепарацию, а также флотацию.

Рассеивание материалов по крупности  зерен применяют в тех случаях, когда порода состоит из прочных (вязких) и непрочных (хрупких) минералов. Последние измельчаются легче, образуют более мелкую фракцию и при  рассеивании проходят через отверстия  сита. Рассеивание минерального сырья  называется грохочением, а применяемые металлические сита – грохотами. Таким способом проводят обогащение фосфорита.

Гравитационное разделение основано на разной скорости падения частиц различной плотности и размера  в потоке жидкости или газа. Этот способ широко применяется для обогащения сырья в производстве силикатных материалов, минеральных солей и  в металлургии.

Измельченный материал, перемешанный с водой в смесителе, подается в виде пульпы в отстойник, разделенный  вертикальными перегородками на три осадительные камеры. Каждая камера снабжена в нижней части бункером. Самые крупные и тяжелые частицы оседают наиболее быстро в камере I, средние – в камере II, легкие – в камере III. Наиболее мелкие и легкие частицы породы уносятся водой из отстойника.

Электромагнитное обогащение применяется  для отделения магнитного материала  от немагнитных составляющих. Под  действием ыектромагнитного поля меняется траектория движения магнитных частиц и они отделяются от пустой породы.

Флотация (от англ. float – плавать на поверхности) – один из наиболее распространенных способов обогащения, применяемый в промышленности (например, для отделения апатита от нефелина, разделения на фракции полиметаллических сульфидных руд, обогащения каменного угля и т.д.).

Флотация основана на различной смачиваемости минералов водой. Положение на границе трех фаз: твердое тело – жидкость – воздух. Жидкость образует с несмачиваемой частицей тупой краевой угол, а со смачиваемой частицей острый угол. Силы поверхностного натяжения стремятся выровнять уровень жидкости. В результате этого смачиваемая (гидрофильная) частица погружается в жидкость, а несмачиваемая (гидрофобная) частица выталкивается из жидкости, т.е. остается на поверхности воды.

Через смесь тонко измельченного  минерала во флотатор подают воздух. В  результате подъема пузырьков на поверхности жидкости образуется слой пены, наполненный частицами гидрофобного минерала. Более смачиваемые частицы  остаются в объеме пульпы во взвешенном состоянии и постепенно опускаются на дно.

Для создания благоприятных условий  флотации в пульпу вводят флотационные реагенты. Подбирают различные вещества, способные усилить гидрофильность определенных компонентов минерала. Проводя многократную, селективную флотацию сырья, последовательно получают ряд концентратов, содержащих различные компоненты. Под водой остается пустая порода. Расход флотационных реагентов невелик и обычно не превышает 100 г на 1 т обрабатываемого сырья.

 

 

Вопрос4.

 

Столбовая система разработки –это такая система,при которой часть плас

та в пределах этажа или яруса до начала очистных работ оконтуривается,в результате чего образуются столбы.В зависимости от ориентировки столба относительно элементов залегания пласта различают длинные столбы по простиранию,длинные столбы по падению,диагональные столбы.                           Потери руды при такой разработке сотавляют 15-50 процентов,поэтому такую разработку целесообразно применять при разработке малоценных полезных ископаемых.                                                                                               Камерно-столбовые системы разработки отличаются повышенной опасностью ведения работ в камере под обнаженной кровлей.Поэтому в процессе разработки необходим систематический контроль за кровлей,своевременная её оборка,а иногда и крепление штанговой крепью с защитной сеткой.Требуют тщательного контроля и столбовые целики.При необходимости их упрочняют с помощью,например,стальных канатов.                Такая система разработки относится к 1 классу систем разработки,при этом в таких системах очистное пространство остается открытым.Бока и кровля этого пространства поддерживаются только с помощью временных и постоянных рудных целиков.Становится понятным,что системы этого класса могут применятся в крепких и устойчивых рудах и вмешающих породах.           Системы разработки с закладкой применяются при разработке,как правило,крутых месторождений любой мощности,хотя предпочтение отдается месторождениям с небольшой мощностью(до 4-5м),для которых требуется небольшое количество закладочного материала,в качестве

которого  можно использовать породы,полученные при проходке горно-капитальных выработок,а также отсортированные в забое из отбитой руды.Эффективность систем разработки с закладкой значительно вырастает ,если разрабатываются богатые устойчивые руды,допускающие подработку кровли в блоке.Вмещающие породы должны иметь склонность к обрушению при обнажении на значительных площадях.Следует отметить,что удельный вес систем с закладкой в общем объеме применяемых систем с каждым годом растет.Вызвано это стремлением снизить потери при разработке богатых руд,а также предохранить поверхность от обрушения.Высокое горное давление,характерное для глубоких горизонтов,также способствует применению систем разработки с закладкой.                                                          Таким образом система разработки короткие полосы с закладкой обеспечивает минимальные потери и разубоживание руды,а также сохранность поверхности.

 

Список литературы

 

1. Задачник по подземной разработке  угольных месторождений: Учеб. пособие для ВУЗов / К.Ф. Сапицкий, Д.В. Дорохов, М.П. Зборщик, В.Ф. Андрушко. - Донецк: ГГУ, 1999. - 193 с.

2. Нормы технологического проектирования  угольных и сланцевых шахт. - М.: Минуглепром, 1986. - 103 с.

3. Правила безопасности в угольных  и сланцевых шахтах. - Киев, 1996. - 422 с.